一种新型水合物法海水淡化系统能耗及经济性分析

提出一种新型水合物法海水淡化流程,并基于该流程对海水淡化系统进行了模拟计算,得到海水淡化的能耗.同时,在计算淡化方法的总资产投资、运行维修成本、摊销总资产投资和摊销运行维修成本等经济参数的基础上,获得其最终的淡化成本.结果表明,淡水产率对能耗和生产成本影响很大,随着产率比的提高,相应的总能耗和总生产成本降低,而增加淡水产率需要改进水合物生成的动力学和热力学条件以及选择适合的工质.采用本文的水合物海水淡化方案计算得到的淡化成本要比Javanmardi等人建立的水合物海水淡化流程图下计算的淡化成本低,但是相对薄膜反渗透法,总生产成本还是显得相对很高.     

HCFC-141b水合物空调蓄冷系统实验研究

搭建了一台容积达0.16m~3的可拆卸外置促晶/内置换热气体水合物蓄冷实验系统,在接近常压条件下对该蓄冷系统进行了HCFC-141b水合物蓄冷实验研究,观察到水合物在管外结晶生长情况,得到冷媒流量及喷淋方式对蓄冷量、水合物生成速率及水合率的影响。结果表明:HCFC-141b水合物主要在盘管的间隙中生长,具有非贴壁生长现象;冷媒流量越大,水合物蓄冷量越大,蓄冷速度越快,水合物生长速率越快,在流量992L·h~(-1)下蓄冷量达到15.2MJ,蓄冷密度126.9MJ·m~(-3);喷淋方式对它们的影响不明显;实验的水合物结晶生长过冷度较大,水合率较低,有待进一步实验提高蓄冷性能。     

内酯型槐糖脂促进HCFC-141b水合物生成

蓄冷空调是降低电网峰谷差、实现电网负载侧调峰的一种重要手段,制冷剂水合物作为蓄冷介质具有蓄冷密度大和相变温度高的优点。HCFC-141b制冷剂是一种潜在的蓄冷物质,为了促进HCFC-141b制冷剂水合物的生成,实验研究了绿色环保表面活性剂槐糖脂对HCFC-141b水合物生成的影响。研究结果表明,添加适量的内酯型槐糖脂可大幅度缩短HCFC-141b水合物形成的诱导时间。槐糖脂的添加量影响水合物的成核和生长过程,质量分数为0.5%是内酯型槐糖脂的最佳浓度,促进HCFC-141b水合物生成的平均诱导时间最短,约为153min。实验结果还表明水合物的生成具有随机性,添加内酯型槐糖脂可以改善水合物生成的随机性,0.5%（质量分数）的内酯型槐糖脂的诱导时间标准方差最小,水合物成核稳定性最好。内酯型槐糖脂的添加也影响HCFC-141b水合物的蓄冷量,当添加0.5%（质量分数）的内酯型槐糖脂时,HCFC-141b水合物的平均蓄冷量达到232.45kJ/kg。     

HCFC-141b乳化液生成气体水合物

提出以HCFC-141b的O/W型乳化液形成其气体水合物的设想，且在可控变温仪中进行了程序降温实验。采用的乳化剂为OP-10和SDS。实验结果表明，在静态、高于-5℃的情况下，不同HCFC-141b含量的乳化液均能形成水合物；但诱导期随机性很强，起始水合温度也有一定的波动性；水合物形成前后都会结冰，结冰和加入冰粒都能诱发水合物的快速形成；水合物分解后，液体经再乳化后可以重新使用，其“记忆”效应可使其在1 h内于冰点以上形成水合物。     

期刊文献

<正>微乳液中R141b水合物快速生成实验研究李璞,张龙明,覃小焕,李娜摘要:制冷剂水合物作为一种理想的蓄冷工质受到广泛关注,但烃类制冷剂与水不互溶造成水合反应诱导时间长、过冷度大。为增大制冷剂与水的相容性,本研究筛选出T 20(吐温20)/SPC(大豆卵磷脂)复配表面活性剂,使大量R141b溶于水相,形成热力学稳定的微乳液,考察了微乳液体系中T20浓     

有机相变材料促进HCFC-141b水合物生成实验

为解决静态系统中水合物形成时间长、生长速度慢的问题,在水合物形成体系中添加由正癸酸(CA)和十二醇(DE)复合而成的有机相变材料作为水合物形成促进剂,研究相变材料的添加对HCFC-141b水合物形成的影响。采用高速搅拌的方法制备了CA-DE+HCFC-141b+水乳液体系,乳化液增加了HCFC-141b与水的接触面积,促进了水合物在静态系统中的生成。在实验条件范围内,添加1%的CA-DE相变材料,水合物形成诱导时间最短,水合物形成过程中温度的升高幅度最大,水合物的生长速度最大,对水合物形成促进效果最好。水合物形成诱导时间实验结果表明,水合物的形成具有一定的随机性。在0.2℃和1℃的实验条件下,HCFC-141b水合物可在1h内形成。温度影响水合物的形成,温度越低水合物形成引导时间越短,生长速度越快、水合物生成的随机性越小。     

海水盐度对海水沸腾传热及淡水产率的影响

对机械蒸汽压缩式(MVC)海水淡化中的沸腾传热与海水淡化性能进行理论分析。以竖直管式蒸发冷凝器建立具有不同盐度的海水核态沸腾传热模型,对海水的传热性能、热流密度、淡水产率以及海水淡化的能耗进行系统分析。为避免单位压缩功和淡水产率不能同时达到最优,设定单位压缩功不变。计算结果表明,海水盐度的增加对海水淡化的系统性能不利:海水盐度增加,沸腾换热系数αe、总传热系数、热流密度q和淡水产率m将有不同程度减小;增加沸腾压力和单位压缩功均有利于系统的传热性能,但单位压缩功的增大,增加了海水淡化的能耗。     

气体水合物生成过程强化方法研究现状

气体水合物因其特殊的物理化学特性,已被气体分离、二氧化碳捕集与封存、海水淡化、气体储运等诸多领域学者广泛研究。但气体水合物生成条件较为苛刻、生成速率及储气能力较商业化应用还有较大差距。本工作从气体水合物生成条件、生成速率、储气能力等角度,分别综述了机械强化、外场作用、添加剂等强化方法对气体水合物生成过程的强化原理、技术特征及其研究现状;综合比较分析了各种强化方法的优势及存在的问题;展望了各强化方法的未来发展方向及其适用领域;特别是针对气体水合物法海水淡化的技术特征和关键问题,提出以外电场强化气体水合物法海水淡化过程的新思路。     

热盐水开采天然气水合物的热力学评价

将多孔介质中天然气水合物在热力作用下的分解过程看作一个移动边界问题,在求解等温边界条件下水合物地层中分解区和未分解区（水合物区）温度场的基础上,推导出热力法开采水合物过程中开采热效率（用于水合物分解的热量与输入热量之比）和能量效率（开采所得甲烷气体的总热值与输入能量之比）的解析表达式.在相同水合物地层条件下,对比注入热盐水（采用NaCl溶液）和热水两种开采方法,得出热盐水中盐的浓度（简称盐度）对开采热效率等的影响.计算结果表明,采用热盐水开采热效率一般在40%～70%.在开采温度300～450 K、盐度0～15%的条件下,热力法开采水合物的能量效率在7.4%～11.3%之间.     

静态条件下表面活性剂促进HCFC–141b水合物生成

为了研究不同类型表面活性剂对HCFC–141b (CH3CCl2F)水合物生成的影响,在静态条件下研究了脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO–9)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)和吐温80(Tween80) 3种表面活性剂对HCFC–141b水合物形成诱导时间、生成速率和蓄冷量的影响。结果表明过冷度越大,越有利于水合物的生成。AEO–9、AES和Tween80的最佳添加量分别为w=2.5%、0.1%和2%,在0.2℃实验条件下对应的HCFC–141b水合物生成诱导时间分别为63、67和89 min,该条件下HCFC–141b水合物的蓄冷量分别为167.74、122.47和202.73 kJ×kg~(-1),水合物平均生成速率分别为3.97、2.70和4.12 kJ×kg~(-1)min~(-1)。AEO–9有利于HCFC–141b水合物成核,Tween80更有利于水合物生长和提高蓄冷密度。非离子表面活性剂AEO–9和Tween80促进HCFC–141b水合物生成机理主要是胶束理论,而阴离子表面活性剂AES对HCFC–141b水合物形成促进主要是吸附作用,AEO–9和Tween80对HCFC–141b水合物生成的促进作用比AES好。